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Técnico en Montaje y Manteni Mantenimiento miento de Instalaciones de Frío, Climatización y Producción de Calor CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

A I C N A T S I D A L A N O I S E F O R P N Ó I C A M R O F

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Metrología

MÓDULO Técnicas de Mecanizado y Unión para el Montaje y Mantenimiento de Instalaci Instalaciones ones

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Título del Ciclo: TÉCNICO EN MONTAJE MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES INSTALACIONES DE FRÍO, CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE CALOR Título del Módulo: TÉCNICAS DE MECANIZADO Y UNIÓN PARA EL MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES Dirección:

Dirección General de Formación Profesional. Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente. Dirección de la obra: Alfonso Gareaga Herrera Antonio Reguera García Arturo García Fernández Ascensión Solís Fernández Juan Carlos Quirós Quirós Luis María Palacio Junquera Manuel F. Fanjul Antuña Yolanda Álvarez Granda Coordinación de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera Autor: Efrén Andrés Díaz

Desarrollo del Proyecto: Fundación Metal Asturias Coordinación: Javier Maestro del Estal Monserrat Rodríguez Fernández Equipo Técnico de Redacción: Alfonso Fernández Mejías Ramón García Rosino Luis Miguel Llorente Balboa de Sandoval José Manuel Álvarez Soto Estructuración y desarrollo didáctico: Isabel Prieto Fernández Miranda Diseño y maquetación: Begoña Codina González Sofía Ardura Gancedo Alberto Busto Martínez María Isabel Toral Alonso Colección: Materiales didácticos de aula Serie: Formación Profesional Específica Edita: Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional Servicio de Formación Profesional y Aprendizaje Permanente ISBN: ISBN: 84-690-1475-7 Depósito Legal: Legal: AS-0595-2006 Copyright: © 2006. Consejería de Educación y Ciencia Dirección General de Formación Profesional Todos los derechos reservados. La reproducción de las imágenes y fragmentos de las obras audiovisuales que se emplean en los diferentes documentos y soportes de esta publicación se acogen a lo establecido en el artículo 32 (citas y reseñas) del Real Decreto Legislativo 1/2.996, de 12 de abril, y modificaciones posteriores, puesto que “se trata de obras de naturaleza escrita, sonora o audiovisual que han sido extraídas de documentos ya divulgados por vía comercial o por Internet, se hace a título de cita, análisis o comentario crítico, y se utilizan solamente















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Sumario general

Objetivos Objetivos .................................... .................................................... .................................. .................................... ................................ ..............

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Conocimient Conocimientos os ................................... .................................................... .................................. ................................... ........................ ......

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Introducción.................................................................................................. 6 Contenidos Contenidos generales............ generales.............................. .................................. .................................. .................................... ..................... ...

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Regla y metro metro flexible flexible ....................................... ........................................................ ................................... ........................... .........

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Calibre Calibre pie pie de rey .................................. .................................................... ................................... ................................. ..................... ..... 12 Micrómetro Micrómetro .................................... .................................................... .................................. ................................... ............................. ............ 20 Instrumentos de medidas angulares ................... ......... ................... .................. .................. .................. ................. ........ 28 Unidades de longitud en el Sistema Sistema Anglosajón: la pulgada ...................... ............. .............. ..... 33 Resumen Resumen de contenid contenidos os ................................. ................................................... .................................... .............................. ............ 38 Autoevaluac Autoevaluación ión ................................... .................................................... .................................. ................................... ........................ ...... 39 Respuestas Respuestas de activida actividades des ................................ .................................................. .................................... ........................... ......... 43 Respuestas Respuestas de autoev autoevaluac aluación...................... ión....................................... ................................... ................................. ............... 47















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ódulo: Técnicas de Mecanizado y Unión para ódulo: Técnicas el Montaje y Mantenimiento de Instalaciones

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Objetivos

Al finalizar el estudio de esta unidad serás capaz de:

r o l a C e d n ó i c c u d o r P y n ó i c a z i t a m i l C , o í r F e d s e n o i c a l a t s n I e d o t n e i m i n e t n a M y e j a t n o M

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Conocer distintos instrumentos de medida longitudinal, angular y por comparación utilizados en los trabajos de mecanizado y unión.

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Utilizar el instrumento adecuado a cada operación de mecanizado y unión, atendiendo a la precisión requerida en cada caso.

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Manipular correctamente cada instrumento, evitando su deterioro y posibles errores en las medidas.

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Realizar mediciones con la regla graduada en fracciones de pulgada para la identificación de los elementos de las instalaciones dimensionados en unidades anglosajonas.

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Efectuar transformaciones entre el sistema métrico decimal y el sistema anglosajón.















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Conocimientos que deberías adquirir aCONCEPTOSS • Instrumentos de medida medida longitudinal: regla y metro metro flexible, calibre pie de rey, mimicrómetro. • Instrumentos de medidas medidas angulares: angulares: transportador simple y goniómetro. goniómetro. • Unidades de medida anglosajonas: anglosajonas: la pulgada.

ITUACIONESS PROCEDIMIENTOS SOBRE PROCESOS Y SITUACIONESS

• Elección del instrumento instrumento de medida adecuado adecuado a cada cada caso, estimando estimando la precisión requerida en los trabajos de mecanizado y unión. • Identificación de las características características de cada instrumento instrumento de medida medida longitudinal longitudinal o angular. • Obtención de medidas medidas longitudinales longitudinales y angulares de distintos objetos, objetos, manipulando correctamente los instrumentos y observando el grado de apreciación que se obtiene con cada uno de ellos. • Identificación de diferentes diferentes tipos de nonios nonios lineales en en los calibres pie de rey y lectura de las medidas que proporcionan. • Lectura de medidas en los micrómetros micrómetros de apreciación apreciación 0,01 mm. • Cálculos de transformaciones entre el sistema anglosajón y el sistema métrico decimal.

ACTITUDESS CTITUDESS •

Valorar la precisión como forma de obtener resultados satisfactorios en los trabajos de mecanizado y unión.















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Introducción

r o l a C e d n ó i c c u d o r P y n ó i c a z i t a m i l C , o í r F e d s e n o i c a l a t s n I e d o t n e i m i n e t n a M y e j a t n o M

Las personas que se dedican a alguna rama de la técnica, en cualquiera de sus niveles y especialidades, tienen que medir longitudes con frecuencia: El carpintero mide el ancho y el largo de un tablero que le servirá para construir la superficie de una mesa, el tornero mide el diámetro del eje que ha de ajustar en un determinado cojinete, y, por supuesto, también el instalador, como técnico que es, mide en muchas ocasiones. Mide la distancia mínima entre un intercambiador de calor y la pared porque, de no hacerlo así, éste no funcionaría correctamente; también lo hace cuando tiene que reconstruir un determinado tramo de tubería, evitando que éste quede escaso o abundante. ¿Os imagináis un mundo en el que no existieran las medidas, si no que el concepto de “grande”, “pequeño”, “alto” o “bajo” dependiera de la percepción que cada persona tuviera de ello? La medida ha tomado tanta importancia en nuestro tiempo que es prácticamente imposible desarrollar cualquier técnica sin su uso y el de los instrumentos que nos la proporcionan.

Contenidos generales A lo largo de esta unidad didáctica estudiarás las características de los distintos tipos de instrumentos de medida longitudinal, como son la regla, el metro flexible, el calibre pie de rey y el micrómetro. Podrás observar también la forma de manejarlos y de efectuar medidas con ellos correctamente. También estudiarás dos instrumentos de medidas angulares, el transportador simple y el goniómetro, analizando sus características y realizando medidas de distintos ángulos con ellos.

















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Regla y metro flexible Hemos dicho anteriormente que en el desarrollo de nuestra profesión tenemos que medir. ¿Crees que deberíamos exigirnos siempre la misma precisión en cada medida que efectuamos? ¿Medirías con la misma precisión la longitud de un largo pasillo que el diámetro de un pequeño tornillo? ¿Utilizarías el mismo instrumento de medida en ambos casos? En ocasiones carecen de importancia unos pocos centímetros de error, mientras que en otras, unas pocas centésimas de milímetro adquieren una gran importancia. Si cuando medimos atendemos a la precisión requerida, utilizando el instrumento de medida adecuado, lograremos reducir de forma importante los errores en la fabricación y montaje de los elementos de las instalaciones, así como el tiempo t iempo empleado en ellas.

Se llama apreciación de un instrumento a la menor medida que se puede leer en él con exactitud. Así, por ejemplo, las reglas de dibujo tienen su graduación dividida en milímetros; decimos entonces que su apreciación es 1 mm Con las reglas de dibujo podemos efectuar medidas del tipo: 5 mm, 34 mm, 12 mm, o lo que es lo mismo, 0,5 cm, 3,4 cm, 1,2 cm. Las cintas métricas que utilizan los sastres y modistas están graduadas en medios centí-

















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Reglas graduadas Las reglas graduadas de taller son instrumentos destinados a efectuar mediciones con una apreciación de 1 mm y, en ocasiones, de 0,5 mm Se fabrican en acero inoxidable o duraluminio y vienen graduadas en milímetros y medios milímetros. Su longitud oscila entre los 200 y los 500 milímetros. Algunas incluyen una graduación en milímetros en uno de sus bordes y una graduación en fracciones de pulgada en el otro. A diferencia de las reglas de dibujo, en las reglas de taller el cero coincide con el borde de la regla, lo que facilita la medición cuando la superficie de referencia no es accesible. r o l a C e d n ó i c c u d o r P y n ó i c a z i t a m i l C , o í r F e d s e n o i c a l a t s n I e

Fig. 1: Reglas metálicas de taller.

Al medir con reglas graduadas hemos de procurar la coincidencia del cero de la regla con la arista de la pieza. Esta coincidencia se logra por el simple contacto de la pieza y del extremo de la regla con la superficie de referencia, como sucede en la figura 2. En otros casos la coincidencia debe lograrse visualmente, sin embargo sirve de gran ayuda utili-

















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Para medir la distancia entre dos caras paralelas de una pieza hay que poner cuidado en situar la regla perpendicular a ambas caras; de no ser así, la longitud obtenida sería mayor que la que realmente separa a ambas superficies. Las figuras 4 y 5 muestran la forma correcta e incorrecta de medir el ancho de la pieza. pi eza.

Fig. 4: Forma correcta.

Fig. 5: Forma incorrecta.

Podremos obtener una mejor perpendicularidad con ayuda de una escuadra, tal y como muestra la figura 6.

















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Metros flexibles También reciben el nombre de flexómetros. Son láminas de acero flexible que se presentan enrolladas en un eje dentro de una carcasa. Están graduados en milímetros y su longitud oscila entre los 3 y los 10 metros. Al igual que en las reglas metálicas, el cero coincide con el extremo de la cinta.

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Fig. 7: Metro flexible o flexómetro.

El flexómetro está provisto de un resorte que produce el enrollamiento de la cinta automáticamente, lo cual permite que, una vez efectuada la medición, la cinta se recoja por sí sola. La mayor parte de los modelos disponen de un freno que impide el enrollamiento de la cinta durante la medición. La cinta tiene en su extremo un gancho que facilita la coincidencia del cero con la arista de la pieza. Este gancho es desplazable para permitir el contacto del extremo de la cinta con la superficie de referencia en casos como el de la figura 8.

















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Para llevar a cabo esta actividad necesitarás una regla de dibujo de al menos 30 cm de longitud, una cinta métrica de modista y una hoja de papel de formato DIN A-4 Mide en primer lugar el largo y el ancho de la hoja utilizando la cinta de modista y anota los resultados. Repite la medición utilizando ahora la regla de dibujo. Anota los resultados. ¿Has obtenido los mismos resultados? ¿Has podido obtener la medida con la misma mi sma exactitud en ambos casos?



















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Calibre pie de rey

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En cierta ocasión, una persona que se encontraba haciendo una de esas labores de mantenimiento doméstico que absorben varias horas del fin de semana, observó que la tubería del agua de la lavadora era demasiado larga y arrastraba por el suelo. Pensó que sería buena idea sujetarla a la pared con una abrazadera, así que se dispuso a medir su diámetro para ir a la ferretería y adquirir una. Fue al tratar de medir el diámetro cuando se encontró con una dificultad estúpida pero insalvable: no sabía cómo hacerlo. ¿Abarcaría su diámetro con los dedos y llevaría la abertura sobre una regla? ¿Mediría su perímetro con una cinta métrica y luego dividiría el resultado entre el número Pi? Fue hasta la ferretería y le contó al dependiente el aprieto en el que se hallaba. Éste, sonriendo, hurgó en uno de los cajones del mostrador y le entregó el instrumento que solucionaría su problema: era un calibre pie de rey.



















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Los calibres pie de rey disponen, además, de tres elementos que permiten la adaptación del instrumento a la parte de la pieza que se va de medir. Estos tres elementos son: 

Las bocas de exteriores se utilizan para medir el diámetro de piezas cilíndricas, la distancia entre dos caras paralelas de una pieza, etc.

Bocas de interiores Varilla o sonda de profundidades

Cuerpo Corredera

Bocas de exteriores

Fig. 10: Adaptación del calibre a distintas formas de piezas.

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Las bocas de interiores se utilizan para medir el diámetro de los agujeros, el ancho de ranuras, etc.

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La sonda o varilla de profundidades se utiliza para medir la distancia entre dos superficies planas paralelas que se encuentren a distinto nivel, como por ejemplo la profundidad de un agujero o la altura entre dos planos de una pieza escalonada.



















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El nonio y su apreciación Un nonio o vernier consiste en una corredera graduada que se desliza sobre una regla, y cuya graduación permite dividir en partes iguales a cada división de la regla. Explicamos a continuación el fundamento de dicho sistema: si en una regla tomamos una longitud de 9 mm y la dividimos en 10 partes iguales, cada una de las partes medirá 0,9 mm Eso es precisamente lo que se ha hecho en la figura. Observa que dicho nonio tiene una amplitud de 9 mm y se ha dividido en 10 partes. r o l a C e d n ó i c c u d o r P y n ó i c a z i t a m



















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Deslizando ahora la corredera hasta que la segunda raya del nonio coincida con la raya de 2 milímetros, habremos obtenido un desplazamiento de 0,2 mm. Es evidente que repitiendo el proceso se obtienen las restantes medidas hasta la correspondiente a 0,9 mm. Haciendo coincidir ahora la décima división del nonio, obtendremos la medida de 1 mm. Observa que cuando coincide la décima raya del nonio también lo hace la primera, iniciándose el proceso a partir de 1mm.

Fig. 13: Desplazamiento de 0,2 mm de la corredera.

El número de divisiones del nonio indica el número de partes en que éste divide al milímetro. Así pues, para obtener la apreciación de un calibre basta con dividir 1 mm entre el número de divisiones del nonio. Los nonios más habituales son: 

Nonio de 10 divisiones: Cada división del nonio aprecia 1/10 = 0,1 milímetros (una décima de milímetro).

Fig. 14: Desplazamiento de un milímetro com pleto pleto de de la correde corredera. ra.



















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Nonio de 50 divisiones: Cada división del nonio aprecia 1/50 = 0,02 milímetros (dos centésimas de milímetro). Cada cinco divisiones constituyen una décima, por lo que estos nonios suelen presentarse con las divisiones agrupadas de cinco en cinco. 

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Fig. 17: Nonio de 50 divisiones.

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Observa el calibre de apreciación 0,05 que aparece en la figura 16. ¿Sabrías obtener su apreciación mediante un razonamiento geométrico similar al empleado al inicio de este capítulo?





















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Mediciones con los distintos tipos de nonios El nonio nos indica el valor de las medidas inferiores al milímetro mediante la coincidencia de una de sus divisiones con una cualquiera de las de la regla. Observemos los siguientes ejemplos aplicados a los diferentes tipos de nonios. 

Medición con nonio de apreciación 0,1 milímetros: Primero se cuentan en la regla los milímetros enteros que hay antes del cero del nonio. En nuestro ejemplo hay 17 mm. A continuación observamos en el nonio qué raya coincide con una cualquiera de las de la regla, la cual nos dará la medida en déci-





















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Medición con nonio de apreciación 0,02 milímetros: Primero se cuentan en la regla los milímetros enteros que hay antes del cero del nonio. En nuestro ejemplo hay 43 mm. A continuación observamos en el nonio la raya coincidente con una cualquiera de las de la regla, la cual nos proporcionará la medida en décimas o centésimas. En nuestro caso es la cuarta raya después de la división de 1 décima, que corresponde a 8 centésimas (recuerda que cada división del nonio equivale a 2 centésimas de milímetro).

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Así pues, tendremos 43 milímetros, más 1 décima, más 8 centésimas La medida efectuada es, entonces, 43,18 milímetros.





















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Calibres digitales Estos calibres cuentan con una pantalla digital en la que se muestra directamente el valor de la lectura, lo que representa una gran ventaja respecto a los calibres convencionales, ya que disminuye considerablemente la posibilidad de cometer errores en la lectura. Su apreciación es del orden de 0,01 mm (una centésima).

Fig. 22: Calibre digital.

Estos calibres cuentan además con estas otras posibilidades, como utilizar indistintamente milímetros o pulgadas como unidades de medida, registrar la medida máxima y la mínima





















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Micrómetro

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Toma una regla de dibujo y observa la longitud que representa 1 milímetro; es algo realmente pequeño, ¿verdad? Pues bien, en el capítulo anterior hemos podido apreciar longitudes 10, 20 y hasta 50 veces más pequeñas que el milímetro. ¿Podríamos ir más allá? ¿Sería posible apreciar longitudes aún más pequeñas? Y, de ser así, ¿tendría eso alguna utilidad? El técnico de mantenimiento de una empresa de refrigeración reparaba en cierta ocasión un compresor en el que las camisas de los cilindros habían





















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Los micrómetros para exteriores, también llamados pálmer, se fabrican con capacidades que pueden llegar hasta los 1.500 mm (metro y medio). Los utilizados para medir piezas pequeñas se comercializan con capacidades que abarcan intervalos de 25 en 25 mm; así, por ejemplo, para cubrir todas las medidas entre 0 y 100 mm es necesario un juego de cuatro micrómetros: 0-25, 25-50, 50-75 y 75-100.























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Partes del micrómetro En la figura fi gura reproducimos un micrómetro micrómetro para exteriores, llamado también pálmer. El usuario podrá distinguir en él los siguientes elementos:

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Principio de funcionamiento del micrómetro El principio del micrómetro está basado en el mecanismo tornillo-tuerca (figura 29). Si hacemos girar un tornillo una vuelta completa en el interior de una tuerca, comprobare-





















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¿Qué precisión obtendríamos con un micrómetro cuyo tornillo tiene un paso de 1 mm y el tambor está dividido en 20 divisiones?

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Medición Como se observa en la figura 31, la regla del micrómetro está graduada en milímetros y medios milímetros. El borde del tambor deja al descubierto en la regla la medida efec-





















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Otros ejemplos de medición 

El borde del tambor ha dejado al descubierto 3 mm.























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